化工原理 第8章 吸收作业 吸收塔的计算

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第8章吸收（吸收塔的计算）
一、填空题:
1. 计算吸收塔的填料层高度，必须运用如下三个方面的知识关联计算：＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿。

2. 吸收过程物料衡算时的基本假定是：
(1)＿＿＿＿＿＿＿＿__＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

(2)＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

3. 由于吸收过程气相中的溶质分压总＿＿＿＿液相中溶质的平衡分压，所以吸收操作线总是在平衡线的＿＿＿＿。

增加吸收剂用量，操作线的斜率＿＿＿＿，则操作线向＿＿＿＿平衡线的方向偏移，吸收过程推动力（y－ye）＿＿＿＿＿。

4. 在气体流量，气相进出口组成和液相进口组成不变时，若减少吸收剂用量，则传质推动力将＿＿＿＿，操作线将＿＿＿平衡线。

5.
一般吸收塔中常采用逆流操作，其目的是
____________________________________________________________。

5. 某吸收塔中,物系的平衡线方程为y=2.0x,操作线方程为y=3.5x+0.001,当
y1=0.06,y2=0.0030时,x1=_______,x2=_____________,L/V=______,气相传质单元数
N=_______.
OG
6. 某逆流吸收塔，用纯溶剂吸收混合气中易溶组分，设备高为无穷大，入塔Y1=8％（体积），平衡关系Y=2X。

试问:
⑴.若液气比（摩尔比，下同）为2.5时，吸收率= ______％
⑵.若液气比为1.5 时，吸收率=________％
H将＿＿＿＿＿，7. 对一定操作条件下的填料吸收塔，如将塔料层增高一些，则塔的
OG
N将＿＿＿＿＿(增加，减少，不变)。

OG
8．用纯溶剂逆流吸收混合气中的溶质,符合亨利定律。

当入塔气体浓度上升（属低浓度
范围）其他入塔条件不变,则气体出塔浓度2y ______________和吸收率
η ______________。

(增大，减少，不变)
9． 正常操作的逆流吸收塔,因故吸收剂入塔量减少,以致使液气比小于原定的最小液气比, 1x 将会______________，2y 将会______________。

(增大，减少，不变)
10． 在解吸操作中,总压P______________，和温度T______________,将有利于解吸的进行。

二、计算题
1. 一逆流操作的常压填料吸收塔，用清水吸收混合气中的溶质A ，入塔气体 中含A 1%（摩尔比），经吸收后溶质A 被回收了80% ，此时水的用量为最小用量的1.5倍，平衡线为 Y=X , 气相总传质单元高度为1m,试求填料层所需高度。

2. 设计一填料塔，在常温常压下用清水吸收空气一丙酮混合气中的丙酮，混合气入塔流量为80kmol.h 1-,含丙酮5%（体积%）,要求吸收率达到95%。

已知塔径0.8m ，操作条件下的平衡关系可以用y=2x 表示，气相体积总传质系数=a K y 150kmol.m 3-.h 1
-.而出塔溶液中丙酮的浓度为饱和浓度的70%。

试求：
(1)耗水量为多少m 3.h 1-；(2)所需填料层高度；(3)用水量是最小用水量的多少倍？
3. 在一内径为0.8m,填料层高度为4m 的吸收塔中,用清水吸收混合气中的溶质组分A.塔内操作压强为101.33Kpa,温度为20℃,混合气体积流量为1000m3/h,进塔气相中A 的组成为0.05,出塔气相中A 的组成为0.01(均为摩尔分数),吸收剂用量为96Kmol/h.操作条件下平衡关系为Y*=2X,求:⑴吸收剂用量为最少用量的倍数;⑵气相体积吸收总系数a K y 。

4. 某厂吸收塔填料层高4m ，用水吸收尾气中的公害组分A 。

在此情况下，测得的浓度如图所示。

已知平衡关系为y=1.5x ，求：（1） 气相总传质单元高度；（2） 操作液气比为最小液气比的多少倍； （3） 由于法定排放浓度y2必须≤0.002所以拟将填料层加高；若液气比不变，问填料层应加高多少；
一、填空题: 1. 平衡线、操作线、传质系数。

或者 平衡关系、物料衡算、传质速率。

2. ⑴气相中惰性气体不溶于液相 ⑵吸收剂不挥发
3. 大于 上方 增大 远离 增大
4. 减少； 靠近；
5. 使两相传质平均推动力大，从而可减小设备尺寸；提高吸收效率和吸收剂使用率。

5. 0.01685 0.0005714 3.5
6.18
6. 100％ 75％
7. 不变； 增加
8． 增大，不变
9． 增大，增大
10． 增大，增大
二、计算题
1. 解: 低浓度气体吸收X x Y y ≈≈,
Y1=0.01； Y2=Y1(1-η)=0.01(1-0.8)=0.002； m=1；
L/G =1.5(L/G)min=1.5(Y1-Y2)/(Y1/m)=1.5m η =1.5×1×0.8=1.2
833.02.1/11===L mG A ；06.3]1)11ln[(1112
221=+----=A mx y mx y A A N OG ；06.3==OG OG N H H
2.解: 低浓度气体吸收X x Y y ≈≈,
①耗水量：0025.0)1(12=-=ηy y ；0175.0/7.011=⨯=m y x ；
h kmol x y y G L /1.217)(1
21=-= ②所需填料层高度：
737.01==L mG A ；8.6]1)11ln[(1112221=+----=A
mx y mx y A A N OG ； m H OG 11504
8.0*14.3802==；8.6==OG OG N H H ③用水量是最小用水量的倍数
9.1)(121min =-=m y y y G L ；43.1)()(min min ==G L G L L L
—— 3. 解: 低浓度气体吸收X x Y y ≈≈, ⑴求吸收剂用量为最少用量的倍数L/Lmin.
y1
0.05
Y10.05261-y110.05===-
y2
0.01
Y20.01011-y210.01===-
由题知：X2=0，m=2
惰性气体摩尔流量
Lmin=V ×Y1Y2
0.05260.010139.563.8Kmol /h Y10.0526x20
m 2--=⨯=--
L/Lmin=96/63.8=1.5
⑵求气相体积吸收总系数a K y
()22
2
D 0.80.502m 44ππ
Ω==⨯= ()()V
39.5
X1Y1-Y2+X20.05260.010100.0175L 96==⨯-+=
ΔY1=Y1-mx1=0.0526-2×0.0175=0.0176; ΔY2=Y2-mx2=Y2=0.0101
0139.0)21ln(2
1=∆∆∆-∆=∆Y Y Y Y Ym
)*/(15.602
13h m Kmol Ym Y Y H G
a K y =∆-⨯Ω=
4.解:低浓度气体吸收X x Y y ≈≈,
① 77.2]1
)11ln[(111
2221
=+----=A
mx y mx y A A N OG ； m N H
H OG
OG 44.1==；
② 2212
1=--=x x y y G L ；2.1)(121min =-=m y y y G L ；67.1)()(min =G L
G L
③ 009.0)(211=-=y y L G
x ；71
.4]1
)1
1ln[(111
2221=+----=A
mx y mx y A A N OG m N H H OG OG 8.6==。